操作系统原理复习提纲分析.doc

第一章 存储程序式计算机的特点 存储程序式计算机的结构包括中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出设备 特点是集中顺序过程控制。其计算是过程性的，完全模拟手工操作过程，即首先取原始数据，执行一个操作，将中间结果保存起来，再取一个数，与中间结果一起执行下一个操作，如此计算下去，直到计算完成。系统中的程序计数器体现其顺序性（在单CPU的计算机系统中只有一个程序计数器），计算机根据程序设定的顺序依次执行每一个操作。集中控制是指机器各部件的工作由CPU集中管理和指挥。 操作系统发展的几个阶段的名称及特点 （1）手工操作阶段 特点：无任何软件、由人工干预、独占性、串行性 （2）批处理阶段 联机批处理 特点：监督程序、作业自动过渡 脱机批处理 特点：主机与卫星机并行操作 （3）执行系统 主机、外设并行操作；增强了保护能力。 多道程序设计技术定义及特征 在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序。这些程序在管理程序控制之下，相互穿插地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时（如等待外部设备传输数据），管理程序便将另一道程序投入运行。 特征： 多道：计算机主存中同时存放几道相互独立的程序 宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们都开始运行，但都未运行完毕。 微观上串行：从微观上看，主存中的多道程序轮流或分时地占用处理机，交替执行。 操作系统定义和特征 操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬资源的分配、调度工作，控制和协调并发活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。 特征： （1）并发：并发性是指处理多个同时性活动的能力。 （2）共享：共享是指多个计算任务对系统资源的共同享用。 （3）不确定性：操作系统能处理大量的、随机的事件序列，使个用户的计算任务正确地完成。 操作系统的资源管理功能 （1）处理机管理 制订调度策略（调度原则）：解决将CPU先分给哪个用户程序，它占用多长时间，下一个又该轮到哪个程序运行等问题。 给出进程调度算法； 具体的实施处理机分派：在调度时机到来时，进行处理机分派。 （2）存储器管理 存储分配和存储无关性：确定各应用程序在主存中的位置及所占区域的大小；应用程序无需关心存储细节，由存储管理模块提供地址重定位能力。 存储保护：系统提供基址、界限寄存器等存储保护方法，使各应用程序相互隔离。 存储扩充：系统提供虚拟存储技术，扩大逻辑主存。 （3）设备管理 设备无关性：用户向系统申请和使用的设备与实际操作的设备无关，以达到方便用户、提高设备利用率的目的。 设备分配：为各个应用程序和运行实体分配各种设备。设备分配通常采用三种基本技术：独享、共享及虚拟技术。 设备的传输控制：启动设备、中断处理、结束处理等。 （4）信息管理（文件系统） 为用户提供一种简便的、统一的存取和管理信息的方法，并要解决信息的共享、数据的存取控制和保密等问题。 操作系统的基本技术：多道程序设计技术、分时技术 操作系统的基本类型（四个：批量、分时、实时和分布式） 操作系统结构和硬件支持 1、操作系统虚拟机的指令系统 ｛ 操作系统虚拟机：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机；操作系统的核心在裸机上运行；用户程序在扩充后的机器上运行。 在裸机的指令系统是机器指令。｝ （1）操作命令（命令接口） 作业控制语言、键盘命令和图形化用户界面 （2）系统功能调用（程序接口） 2、操作系统的层次结构 ｛操作系统的4种设计方法：一体化结构、模块化结构、可扩展内核结构和层次化结构｝ 操作系统在逻辑上分为若干层次，每一层调用下层的功能，又为上层提供服务。 3、处理机的状态 管态：又称为系统态，是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。在此状态下中央处理机可以使用全部机器指令，包括一组特权指令，可以使用所有的资源，允许访问整个存储区。 用户态：又称为目态，是用户程序执行时机器所处的状态。在此状态下禁止使用特权指令，不能直接取用资源与改变机器状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。 特权指令：改变机器状态的指令；修改特殊寄存器的指令；涉及外部设备的输入/输出指令 4、中断定义，分类，中断过程描述 （1）所谓中断是指某个事件（例如电源掉电、定点加法溢出或I/O传输结束等）发生时，系统中止现行程序的运行、引出处理事